刍议智能化电量自动采集与计量系统

欧阳辉东

摘要： 本文笔者结合实践简单介绍了电力系统自动化中电量采集及计量系统，从而有效地降低抄表误差，实现实时抄表并实现电量的自动计算和分时段电量比较，并自动生成各种报表。仅供参考。

关键词：电量采集；计量系统；报表

1 电量自动采集及计量系统结构

1．1 主站系统构成

主站系统由数据终端服务器、前置机、服务器、应用软件、Modem 组成。本系统应用软件主要采用Visual C、Visual Basic和Microsoft office等，商用数据库管理系统采用SQL Server，网络通信遵循TCP/IP协议。

电量采集及计量系统是一个较新的领域，涉及的专业多，系统管理的计量点数量庞大。系统包括数十个变电站，数百多个计量点，应用最先进的计算机网络通信和控制技术，采用分层、分布、开放型结构，充分考虑了系统功能的全面性、实用性，实现变电站电能量的自动采集、传输、存储、分析、计费、管理、监控和WEB发布功能。目前在局域网上的用户通过IE浏览器即可浏览该系统采集的各厂站的电能量数据；可了解到每天各市各县的供电量；可全面掌握电子式电能表的各种运行参数；可了解到各厂站每天的母线不平衡率、主变线损、全站线损情况。同时该系统可与全市的大用户负荷管理系统接口，可进一步了解到各联络线线损和专线线损情况。

系统通过当地移动通讯部门，将手机卡安装在用户端加装的电量采集终端内，利用无线通讯技术和网络，随时采集用户计费表的表码、电流、电压、功率、失压记录等各种运行数据，实现了远程自动抄表、数据对比分析。如果用户端有窃电行为，预设的报警功能可及时提醒。

1．2 分站系统构成

分站系统由电能表、电量采集终端、应用软件、Modem构成。电能表采集电流、电压数据经过计算、处理后，存储在内部存储器，同时根据指令，将数据通过标准的RS485 接口(或脉冲输出、远红外、吸附式远红外光数据通信接口)总线送到电量采集终端。电量采集终端对数据进行集中，通过信道发往主站进行数据处理和保存，完成对各厂站各出线和主变的电能表数值和电量自动平衡计算，同时还能及时发现电量异常情况并及时报警。

利用220V线路载波、无线、专用线或其他进行通讯，数据更新、处理、传输小于3min，在1-3个月内可存储，数据保证停电或通道故障时不丢失数据，并且即采即送。集中器连接80个采集器，采集低压用户居民集中区80路脉冲电能表的脉冲电量，根据需要按总电能或峰谷电能采集整理成实时、历史的当天、本月等电能量数据。还可监测各用户表的功率及需量值，现场保存电能量数据。终端备有时钟系统作为时间标准，现场保存有并可修改低压各用户表的各项参数，低压停电后，时钟、电能量数据、各表参数长期保存，不丢失。终端将电能量数据信息通过低压载波机传输至上一级集中器或通过其它有效通道将信息直传采集主站。

在变电站中脉冲电量采集装置属于各采集处理层，即可作为BTU型分布式RTU系统的一个功能组成单元，又可独立成为一个单元。该装置可采集变电站、发电厂的128路(可扩至256路)脉冲电能表的电能脉冲，并根据不同种类、不同时段采集处理成实时、历史的电能量各种数据信息。该装置还能检测各开关线路上的有功、无功功率，最大需量、母线平衡、母线TV 断路短路故障、记录并报警。还可随时或定时自动巡回检测各站电能量数据。装置对所有电能量的各项参数及换表记录有保存档案，随时可供查阅和修改。装置中有统一的时钟系统，保证在停电时时钟走时正常，时钟和电能量的数据可作为计费依据变电站站端电能量自动采集装置将收集到的所有电能表电能量数据信息通过Modem和通信通道，完成对管理中心站的数据传输。

1．3 信道

通道以数字光纤通道为主信道，以电力载波通道、微波通信、市话通信(市话通信通道在主站、发电厂、变电站系统中最好避免)和红外线通信为备用信道。

当主信道故障时可自动切换到备用信道。通信规约满足带时标电量数据的抗干扰性、高可靠性传送要求，支持IEC-870-5-102规约等多种计费终端规约，支持TCP/IP网络通信协议。采用TCP/IP网络通讯协议实现与电力市场交易、考核、结算系统等相关系统的数据通讯。

2 电量自动采集及计量系统功能

2．1 主站系统功能

主站按模块化设计，模块按功能划分。主要分为以下几个部分：控制部分、数据库管理部分、前置通信部分、数据处理部分、报表处理部分、人机对话部分和其它部分。其中数据库是整个系统的核心，所有的模块都依赖数据库系统进行工作。具体功能如下：

（1）为MIS系统提供接口，便于数据共享，实现局域网程序方式查询数据和打印报表，通过n浏览器查询分钟数据、小时数据、日数据和月数据等。

（2）具有旁路代自动识别和旁路电能量自动加入被代线路电能量的功能，旁路电能量时标与被取代线路电能量时标做到无缝连接。可以通过接受监控系统所采集的有关开关、刀闸状态信号，或通过人工置入旁路替代操作设备对象、时间，实现旁路替代时的电量正确统计，并能正确处理线路切换期间的电量分流情况，保证数据的完整性和准确性。

（3）管理和经营人员通过图形化方式，通过各厂站的一次接线图，直观地查询各种数据及相应时期比较，如电流、功率、购电量、售电量、并以曲线图进行分析。

（4）系统具备对各厂站电量采集终端远方查询、管理功能，如对终端校时和参数设置。

（5）对用户的Web服务器尽可能独立起来，服务器有安全防毒措施，防止病毒侵入。

（6）系统能通过视图可查询终端的运行状态，监视设备(包括电量采集终端和通道)的运行工况，具有故障及错误情况的报警和记录功能，具有远程对电量计费系统的测试和诊断功能。

（7）抄表数据浏览，如能对电量、失压、失流、断相等原始数据查看，能计算日、月电量并以表格和曲线方式显示。__

（8）失压、断相、一次接地、TA开路、TV短路等故障，能记录开始结束时间，并从其它保护或测量装置采集保护电压、电流数据估计此时用电量，并发出告警信号。

（9）自动数据抄录和数据分析，自动计算各个表计电量、功率、变电站母线不平衡率、变压器损耗、变电站损耗、用户电费计算，能打印需要的各种报表。

（10）电费自动催缴：可设定催缴开始条件、结束方式、录制催缴语音、自动生成催缴结果报告。

（11）电费查询：连接电费数据库，自动接听电话播报用电量、电费、当月用电量等信息。

（12）对计费终端传送来的电量数据进行合理性校核，对不合理数据能提示警告。

（13）自动计费：根据各种峰谷电价及不同费率进行电费分类计算。并可根据计算结果从用户的银行帐号中自动划拨电费。

2．2 厂站端系统功能

厂站的电量采集终端通过RS485总线抄录数据，系统能够采用完整的商用数据库，采集到的数据带时标存储，最小时间间隔1min；能够存储每天的电量和表底(可存储2个月以上)；能够存储每月的电量和表底(可存储1年以上)；能够存储每条分路每种时段的用电量(可存储1个月以上)；能够存储每条分路半小时的用电量(可存储1个月以上)；终端电源异常时能够记录开始和结束时间。

3 电量自动采集及计量系统的安装调试

各厂站除具有485接口的电子式三相多功能电能表外，其它电子、机械表全部改造成具备485 接口的电表并兼容电力部部颁通信协议DL/T645-1997的数据通信协议。在主站端对各厂站的相关参数全部设备安装完毕后，分别对各厂站和主站收到的数据与电能表实际数据进行核对，直到全部符合要求。经过一个月的试运行，系统各项指标都达到了设计要求，方投入正式运行。

4 系统运行要采取的管理制度

各厂站、各级调度、市场营业部、供电所应将该系统的运行、维护纳入规章制度。禁止在使用非法软件连接数据库，修改系统参数和设置，拦截计算机病毒对系统的危害。主站可设置不同等级的操作权限，保证系统的安全性，防止非法设置参数，修改原始数据和统计模型，保证原始数据永不丢失。对重要信息的操作(如周期删除硬盘原始数据文件)，系统能将操作内容、时间、结果及操作人员姓名登录，保存一年的档案，供查阅或打印。系统中所有的操作必须按进程调度程序投入运行，进程调度程序可以由操作员经过各自密码进入，容易地通过人机界面监控、增加、删除和激活。系统的硬件、软件设备要便于维护，一般性故障可由工程师、专业技术人员在现场自行处理。软件留有备份，便于工程师安装启动。